(57)【要約】【課題】従来の穀粒選別装置は、情報処理手段が、撮像手段により穀粒に係る画像データを取得する撮像処理と、穀粒に係る画像データに基づいて色彩画像を作成する色彩画像作成処理と、穀粒に係る画像データに基づいて二値化画像を作成する二値化画像作成処理と、色彩画像と二値化画像とに基づいて作成された判定用画像により各穀粒の良否を判定する判定処理と、選別手段により該判定処理の結果に基づいて穀粒を選別する選別処理と、を順に行っていたが、遅延時間が長くなり、選別精度を向上させる上での障害となっていた。【解決手段】色彩画像作成処理と二値化画像作成処理とを並行して行う。【選択図】図２
2005055245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像手段と、情報処理手段と、選別手段とを具備し、情報処理手段が、撮像手段により穀粒に係る画像データを取得する撮像処理と、穀粒に係る画像データに基づいて色彩画像を作成する色彩画像作成処理と、穀粒に係る画像データに基づいて二値化画像を作成する二値化画像作成処理と、色彩画像と二値化画像とに基づいて作成された判定用画像により各穀粒の良否を判定する判定処理と、選別手段により該判定処理の結果に基づいて穀粒を選別する選別処理と、を行う穀粒選別装置において、
色彩画像作成処理と二値化画像作成処理とを並行して行うことを特徴とする穀粒選別装置。
【請求項２】
前記判定処理は、二値化画像に基づいて各穀粒に対応する穀粒領域にラベルを割り付けるラベリング処理と、色彩画像とラベルが割り付けられた後の二値化画像とに基づいて色彩画像から各穀粒に対応する単粒画像を切り出す切出処理と、該単粒画像に基づいて各穀粒の良否を判定する認識処理からなることを特徴とする請求項１に記載の穀粒選別装置。
【請求項３】
穀粒に係る画像データを取得する撮像処理工程と、穀粒に係る画像データに基づいて色彩画像を作成する色彩画像作成処理工程と、穀粒に係る画像データに基づいて二値化画像を作成する二値化画像作成処理工程と、色彩画像と二値化画像とに基づいて作成された判定用画像により各穀粒の良否を判定する判定処理工程と、該判定処理工程の結果に基づいて穀粒を選別する穀粒選別工程とを具備する穀粒選別方法において、
色彩画像作成処理工程と二値化画像作成処理工程とを並行して行うことを特徴とする穀粒選別方法。
【請求項４】
前記判定処理工程は、二値化画像に基づいて各穀粒に対応する穀粒領域にラベルを割り付けるラベリング処理工程と、色彩画像とラベルが割り付けられた後の二値化画像とに基づいて色彩画像から各穀粒に対応する単粒画像を切り出す切出処理工程と、該単粒画像に基づいて各穀粒の良否を判定する認識処理工程からなることを特徴とする請求項３に記載の穀粒選別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、米類、麦類、大豆類、トウモロコシ等の穀粒、その他の穀粒や種子、または、薬剤や加工原料等の粒状体を色彩判別により選別する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像手段と、情報処理手段と、選別手段とを具備し、撮像手段にて穀粒に係る画像データを取得する撮像処理を行い、情報処理手段にて穀粒に係る画像データに基づいて色彩画像を作成する色彩画像作成処理と、穀粒に係る画像データに基づいて二値化された画像を作成する二値化画像作成処理と、色彩画像と二値化画像とに基づいて生成された判定用画像により各穀粒の良否を判定する判定処理とを行い、選別手段にて該判定処理の結果に基づいて穀粒を選別する穀粒選別装置の技術は公知となっている。例えば特許文献１に記載の如くである。
特許文献１に記載の穀粒選別装置は、その選別の対象となる穀粒が米であり、ライスセンター、カントリエレベータ等において良品米から被害米や死米や石、ガラス、樹脂、陶磁器等を選別・除去するものである（以下、被害米、死米、石、ガラス、樹脂、陶磁器等、良品米から選別除去されるべきものを総称して「異物等」と呼ぶこととする）。このような穀粒選別装置は、穀粒を搬送する搬送手段と、該搬送手段の中途部に設けられた撮像手段と、該撮像手段にて取得した画像データに基づいて情報処理を行う情報処理手段と、該情報処理手段にて処理された情報に基づいて選別を行う選別手段とを具備している。
そして、搬送手段（ベルトコンベヤやシュート等）で搬送される穀粒に係る画像データを撮像手段（カメラやラインセンサ、種々の光センサ等）により取得し、情報処理手段（コンピュータ等の電子計算機）にて該画像データに基づいて色彩画像作成処理、二値化画像作成処理、判定処理の順に処理を行い各穀粒（一粒ずつ）の良否を判定し、該判定結果に基づいて搬送手段の中途部かつ撮像手段よりも下流側に設けられた選別手段（空気銃等）により異物等を良品米から選別・除去する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３１２７６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来は画像データに基づいて色彩画像を作成する色彩画像作成処理と、画像データに基づいて二値化された画像を作成する二値化画像作成処理とを直列的に行っていた（色彩画像作成処理が終了した後に二値化画像作成処理を行っていた）ため、撮像手段にて画像データを取得してから判定処理の結果が出るまでに要する時間（遅延時間）が長くなるといった問題があった。
すなわち、遅延時間Ｔと、搬送手段上における穀粒の移動速度Ｖと、撮像手段と選別手段との間の距離Ｌとの間には、一般的にはＬ≧Ｖ×Ｔの関係が成立する。従って、遅延時間が長くなったり、穀粒の移動速度Ｖが上昇したりすると撮像手段と選別手段との間の距離Ｌを大きくする必要がある。そして、距離Ｌが大きくなると穀粒選別装置の大型化（長尺化）の原因となるとともに、選別手段による選別精度の低下の原因となる（良品米から異物等のみを精度良く除去することが困難となり、選別後の良品米に異物等が混入していたり、逆に選別除去した異物等に良品米が混入する）。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
即ち、請求項１においては、撮像手段と、情報処理手段と、選別手段とを具備し、情報処理手段が、撮像手段により穀粒に係る画像データを取得する撮像処理と、穀粒に係る画像データに基づいて色彩画像を作成する色彩画像作成処理と、穀粒に係る画像データに基づいて二値化画像を作成する二値化画像作成処理と、色彩画像と二値化画像とに基づいて作成された判定用画像により各穀粒の良否を判定する判定処理と、選別手段により該判定処理の結果に基づいて穀粒を選別する選別処理と、を行う穀粒選別装置において、色彩画像作成処理と二値化画像作成処理とを並行して行うものである。
【０００７】
請求項２においては、前記判定処理は、二値化画像に基づいて各穀粒に対応する穀粒領域にラベルを割り付けるラベリング処理と、色彩画像とラベルが割り付けられた後の二値化画像とに基づいて色彩画像から各穀粒に対応する単粒画像を切り出す切出処理と、該単粒画像に基づいて各穀粒の良否を判定する認識処理からなるものである。
【０００８】
請求項３においては、穀粒に係る画像データを取得する撮像処理工程と、穀粒に係る画像データに基づいて色彩画像を作成する色彩画像作成処理工程と、穀粒に係る画像データに基づいて二値化画像を作成する二値化画像作成処理工程と、色彩画像と二値化画像とに基づいて作成された判定用画像により各穀粒の良否を判定する判定処理工程と、該判定処理工程の結果に基づいて穀粒を選別する穀粒選別工程とを具備する穀粒選別方法において、色彩画像作成処理工程と二値化画像作成処理工程とを並行して行うものである。
【０００９】
請求項４においては、前記判定処理工程は、二値化画像に基づいて各穀粒に対応する穀粒領域にラベルを割り付けるラベリング処理工程と、色彩画像とラベルが割り付けられた後の二値化画像とに基づいて色彩画像から各穀粒に対応する単粒画像を切り出す切出処理工程と、該単粒画像に基づいて各穀粒の良否を判定する認識処理工程からなるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１１】
請求項１においては、撮像処理の開始から判定処理の終了までに要する時間（すなわち、遅延時間）を短縮し、撮像手段と選別手段との間の距離を短くして穀粒選別装置を小型化することが可能であるとともに、選別手段による選別精度を向上させることが可能である。
【００１２】
請求項２においては、撮像処理の開始から判定処理の終了までに要する時間（すなわち、遅延時間）を短縮し、撮像手段と選別手段との間の距離を短くして穀粒選別装置を小型化することが可能であるとともに、選別手段による選別精度を向上させることが可能である。
【００１３】
請求項３においては、撮像処理の開始から判定処理の終了までに要する時間（すなわち、遅延時間）を短縮し、撮像手段と選別手段との間の距離を短くして穀粒選別装置を小型化することが可能であるとともに、選別手段による選別精度を向上させることが可能である。
【００１４】
請求項４においては、撮像処理の開始から判定処理の終了までに要する時間（すなわち、遅延時間）を短縮し、撮像手段と選別手段との間の距離を短くして穀粒選別装置を小型化することが可能であるとともに、選別手段による選別精度を向上させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の穀粒選別装置の実施の一形態を示す模式図、図２は本発明の穀粒選別方法の実施の一形態を示すフローチャート図、図３は従来の穀粒選別方法の実施の一形態を示すフローチャート図、図４は穀粒流量計測装置の模式図、図５は精選機の模式図である。
【００１６】
以下では図１および図２を用いて本発明の穀粒選別装置および穀粒選別方法の実施の一形態である穀粒選別装置１について詳細説明を行う。
なお、本実施例の穀粒選別装置１においては、選別の対象となる穀粒は米であるがこれに限定されず、穀粒その他の粒体（粒状物の集合体）の表面の色彩を利用して選別を行う用途に広く適用可能である。また、本発明は撮像手段の分解能等に応じて、穀粒等よりも小径の粒体に対しても適用可能である。さらに、従来の穀粒選別装置も基本的な装置構成は穀粒選別装置１と略同じである。
【００１７】
穀粒選別装置１は、主に搬送手段２、撮像手段３、情報処理手段４、選別手段５等で構成される。
【００１８】
搬送手段２は選別の対象となる穀粒（粒体）を撮像手段３から選別手段５に向けて搬送するためのものであり、本実施例ではタンク１１、フィーダ１２、シュート１３等で構成される。
【００１９】
タンク１１は搬送手段２の最上流部を構成し、選別前の穀粒が貯溜される容器である。該タンク１１の内部形状は略擂鉢状であり、上面には穀粒投入口１１ａが形成されている。選別前の穀粒は穀粒投入口１１ａからタンク１１内に投入される。また、タンク１１の下部には開口部１１ｂが形成され、タンク１１内に貯溜された穀粒は該開口部１１ｂから排出可能である。
【００２０】
フィーダ１２は、単位時間当たりの排出量を略一定に保持しつつタンク１１内に貯溜された穀粒をタンク１１からシュート１３に排出するものである。本実施例におけるフィーダ１２は電磁式であり、フィーダ基部１２ａ上に板バネを介してフィーダトラフ１２ｂが設けられている。フィーダトラフ１２ｂは上面および四方の側面のうちの一面が開口した略直方体の箱であり、タンク１１の開口部１１ｂの下方に位置する。該フィーダトラフ１２ｂの開口した側面はシュート１３の上流端と対向し、フィーダ基部１２ａに設けられた電磁石によりフィーダトラフ１２ｂがフィーダ基部１２ａに対して振動することにより穀粒をシュート１３に排出する。また、フィーダ１２は、穀粒を振動させつつ搬送手段２の下流に向けて一定量ずつ搬送することにより穀粒同士が上下に重なったまま撮像手段３を通過するのを防止し、情報処理手段４における判定処理の精度を向上させる。
【００２１】
シュート１３は側壁を有する斜面である。フィーダ１２によりタンク１１から排出された穀粒は、該シュート１３上を滑落する。
【００２２】
撮像手段３は搬送手段２により搬送されている穀粒に係る画像データを取得するためのものであり、搬送手段２の中途部に配置される。なお、撮像手段３の具体例としてはＣＣＤカメラその他のカメラ類、ラインセンサあるいは光センサ等が挙げられるが、画像データを取得可能であれば良く、該具体例に限定されない。
また、本実施例では撮像手段３が上面撮像手段３ａと下面撮像手段３ｂの計二個の撮像手段からなり、それぞれ撮像手段３を通過する穀粒の上面および下面に係る画像情報を取得可能としているが、これに限定されず、選別される穀粒（粒体）の種類や用途に応じて片面のみ画像データを取得しても良く、あるいは三個以上の撮像手段を設けても良い。
【００２３】
情報処理手段４は撮像手段３にて取得した穀粒に係る画像データに基づいて各穀粒（穀粒の一粒一粒）についての良否の判定（良品米であるかまたは異物等であるかの判断）を行い、該判定の結果に基づいて選別手段５を作動させる（異物等を良品米から選別除去する）ものであり、コンピュータその他の電子計算機で構成される。該情報処理手段４は前記各穀粒の良否の判定を行うためのプログラムを格納している。
情報処理手段４は撮像手段３および選別手段５と接続されており、撮像手段３から画像データを取得可能であるとともに、選別手段５を作動させるための信号を送信可能である。
【００２４】
選別手段５は情報処理手段４により行われた各穀粒についての良否の判定結果に基づいて良品米から異物等を選別・除去するものであり、搬送手段２の下流部に配置される。本実施例における選別手段５は空気銃であり、圧縮空気を噴き付けることによりシュート１３を滑落してきた穀粒を良品米と異物等とに選別し、それぞれ良品回収部１４と不良品回収部１５とに分けて回収する。
【００２５】
以下では図１、図２および図３を用いて本発明の穀粒選別方法と従来の穀粒選別方法とを比較しつつ詳細説明する。
本発明の穀粒選別方法および従来の穀粒選別方法は、いずれも撮像処理、色彩画像作成処理、二値化画像作成処理、判定処理、選別処理を行うという点では同じである。
【００２６】
「撮像処理」とは、情報処理手段４が、撮像手段３により搬送手段２上を搬送される（流下される）穀粒に係る画像データを取得することをいう。このとき画像データの形式等は特に限定されない。
なお、撮像処理を行う工程を以後「撮像処理工程」と呼ぶこととする。
【００２７】
「色彩画像作成処理」とは、情報処理手段４が、撮像手段３により取得した画像データを表示手段（液晶画面やＣＲＴ等）に表示可能な形式に変換することをいう。ここで、表示手段に表示可能な形式に変換された画像データを「色彩画像」とする。言い換えれば、色彩画像作成処理とは、画像データに基づいて色彩画像を作成することをいう。
色彩画像は、該色彩画像の元となる画像データが取得された時刻に係る情報を有するとともに、該色彩画像を構成する各画素は、搬送手段２上の位置情報としても機能する。従って、色彩画像のある画素は、ある時刻、撮像手段３と対面する搬送手段２上のある位置にあったもの（良品米、異物等または背景）の色彩を表している。
色彩画像は、穀粒や異物等の種類、大きさ、分布等に応じて、通常のカラー画像（カラー画像を撮像可能なカメラにより撮像された生画像）としても、通常のカラー画像に適宜色調補正をかけたものとしても良く、限定されない。
なお、色彩画像作成処理を行う工程を以後「色彩画像作成処理工程」と呼ぶこととする。
【００２８】
「二値化画像作成処理」とは、情報処理手段４が、撮像手段３により取得した画像データを表示手段（液晶画面やＣＲＴ等）に表示可能、かつ画像の明るさについて、例えば所定の閾値よりも明るい領域を白色、閾値よりも暗い領域を黒色として表示する形式に変換することをいう。ここで、表示手段に表示可能、かつ所定の閾値よりも明るい領域を白色、閾値よりも暗い領域を黒色として表示する形式に変換された画像データを「二値化画像」とする。言い換えれば、二値化画像作成処理とは、画像データに基づいて二値化画像を作成することをいう。
このとき、二値化画像において黒色で表示される領域は背景（良品米または異物のいずれでもない）に対応しており、以後「背景領域」と呼ぶ。また、二値化画像において白色で表示される領域は良品米（または異物等）に対応しており、以後「穀粒領域」と呼ぶ。
二値化画像は、該二値化画像の元となる画像データが取得された時刻に係る情報を有するとともに、該二値化画像を構成する各画素は、搬送手段２上の位置情報としても機能する。従って、二値化画像のある画素は、ある時刻において撮像手段３と対面する搬送手段２上のある位置が背景領域または穀粒領域のいずれであるかを表している。
なお、本実施例では白色と黒色の二色で表示するが、それ以外の二色を用いて表示しても良く、限定されない。また、前記画像の明るさの閾値は、穀粒や異物等の種類、大きさ、分布等、あるいは投光手段（ランプ）等の光量、撮像時の背景色等に応じて適宜選択する必要がある。また、二値化画像作成処理を行う工程を以後「二値化画像作成処理工程」と呼ぶこととする。
【００２９】
「判定処理」とは、情報処理手段４が、前記色彩画像作成処理により作成された色彩画像と、前記二値化画像作成処理により作成された二値化画像と、に基づいて判定用画像を作成し、該判定用画像に基づいて各穀粒の良否を判定することをいう。なお、判定処理を行う工程を以後「判定処理工程」と呼ぶこととする。
本実施例の場合、判定処理はさらに、ラベリング処理と、切出処理と、認識処理とで構成される。
【００３０】
「ラベリング処理」とは、情報処理手段４が、二値化画像に基づいて各穀粒（または異物等）に対応する穀粒領域にラベルを割り付けることをいう。ここで、ラベルとは、個々の穀粒領域を識別するために割り付けられる情報（番号や記号等）である。
なお、ラベリング処理を行う工程を以後「ラベリング処理工程」と呼ぶこととする。
【００３１】
「切出処理」とは、情報処理手段４が、色彩画像およびラベルが割り付けられた後の二値化画像に基づいて、色彩画像から各穀粒に対応する単粒画像を切り出すことをいう。
すなわち、同時刻に取得された画像データに基づく色彩画像と二値化画像とを用意し、該二値化画像の穀粒領域を構成する画素と対応する（同じ位置の）色彩画像上の画素を取り出すことにより、一粒の穀粒（または異物）に対応する色彩画像を取り出す（切り出す）ことが可能である。このようにして切り出された一粒の穀粒（または異物）に対応する色彩画像を「単粒画像」と呼ぶこととする。このとき、米等、粒の縦横の長さの比が明確な対象物に対しては画像の回転処理を行い、対象とする角度を統一して（個々の穀粒に係る単粒画像の姿勢を揃えて）認識処理に用いるデータの高度化を行うことも可能である。
なお、切出処理を行う工程を以後「切出処理工程」と呼ぶこととする。
【００３２】
「認識処理」とは、情報処理手段４が、単粒画像に基づいて各穀粒の良否を判定することをいう。より厳密には、認識処理とは単粒画像に係る色彩の情報に基づいて、該単粒画像が良品米を表したものか、異物等を表したものかを判断することをいう。
このとき、情報処理手段４には予め良品米や種々の異物等の色彩の情報が格納されており、これらと単粒画像に係る色彩の情報とを比較（テンプレートマッチング）して、当該単粒画像が良品米または異物等のいずれかを判定する。
従って、判定処理における判定用画像は、本実施例においては単粒画像のことを指す。
なお、認識処理を行う工程を以後「認識処理工程」と呼ぶこととする。
【００３３】
「選別処理」とは、情報処理手段４が、判定処理における判定の結果（本実施例では認識処理における判定の結果）に基づいて選別手段５を作動させ、良品米から異物等を選別することをいう。穀粒は選別処理の結果、良品米は良品回収部１４、異物等は不良品回収部１５に回収される。
【００３４】
図３に示す如く、従来の穀粒選別方法は、撮像処理工程１００、色彩画像作成処理工程１１０、二値化画像処理工程１２０、判定処理工程１３０（本実施例においては、ラベリング処理工程１４０、切出処理工程１５０、認識処理工程１６０が直列的に配列されたもの）、選別処理１７０が全て直列的に配列されている。すなわち、情報処理手段４は、撮像処理工程１００→色彩画像作成処理工程１１０→二値化画像処理工程１２０→判定処理工程１３０→選別処理１７０の順に（撮像処理工程１００→色彩画像作成処理工程１１０→二値化画像処理工程１２０→ラベリング処理工程１４０→切出処理工程１５０→認識処理工程１６０→選別処理１７０の順に）作業を行う。
【００３５】
一方、図２に示す如く、本発明の穀粒選別方法は、色彩画像作成処理工程１１０と二値化画像処理工程１２０とが並列的に配置される。すなわち、情報処理手段４は撮像処理工程１００を行った後、色彩画像作成処理工程１１０と二値化画像処理工程１２０とを並行して（同時進行で）行い、続いて判定処理工程１３０→選別処理１７０の順に作業を行う。
【００３６】
このように構成することにより、撮像処理工程１００の開始から判定処理工程１３０の終了までに要する時間（すなわち、遅延時間Ｔ）を短縮し、撮像手段と選別手段との間の距離Ｌを短くして穀粒選別装置を小型化することが可能であるとともに、選別手段による選別精度を向上させることが可能である。
【００３７】
なお、色彩画像作成処理工程１１０と二値化画像処理工程１２０とを並行して行うためには、高度な情報処理能力が情報処理手段４に求められる場合がある。このような場合には、情報処理手段４としてニューラルネットワーク等を用いても良い。
【００３８】
以下では、図４を用いて穀粒流量計測装置２０について詳細説明する。この穀粒流量計測装置２０は、例えば、前記タンク１１の上方に設けて投入する穀粒の量を検知したり、シュート１３下流側工程に設けて、出荷する穀粒の量を検出したりする。
穀粒流量計測装置２０は、穀粒の流量（単位時間当たりの流下量）を計測するための装置であり、主に搬送筒２１、計測窓２２、カメラ２３、制御手段２４、表示手段２５等で構成される。
【００３９】
搬送筒２１は上部にて主搬送部２１ｃと副搬送部２１ｄの二股に分岐し、下部にて再び合流する筒状の部材である。
搬送筒２１の上端開口部２１ａは漏斗状に形成され、穀粒等を搬送筒２１内に容易に流入可能としている。主搬送部２１ｃおよび副搬送部２１ｄはいずれも筒状の部材であり、上端および下端にて互いに合流し、下端開口部２１ｂから穀粒を排出するように形成されている。
主搬送部２１ｃは副搬送部２１ｄよりも内径が大きく、上端開口部２１ａから搬送筒２１内に流入した穀粒の大部分は主搬送部２１ｃを通過する。
副搬送部２１ｄには上端開口部２１ａから搬送筒２１内に流入した穀粒の一部が通過する。このとき、主搬送部２１ｃを通過する穀粒の流量と副搬送部２１ｄを通過する穀粒の流量との比は、主搬送部２１ｃの断面積と副搬送部２１ｄの断面積との比に略一致する。
【００４０】
計測窓２２は副搬送部２１ｄの中途部に穿設された孔であり、該計測窓２２にはカメラ２３が取り付けられる。カメラ２３により、副搬送部２１ｄを通過する穀粒に係る画像データを取得することが可能である。
【００４１】
制御手段２４はコンピュータやその他の電子計算機であり、カメラ２３により取得した画像データを二値化して、二値化画像を作成する。そして、該二値化画像に基づいて穀粒の個数を算出することにより、副搬送部２１ｄを通過する穀粒の流量を算出する。従って、既知の値である主搬送部２１ｃを通過する穀粒の流量と副搬送部２１ｄを通過する穀粒の流量との比に基づいて、搬送筒２１を通過する穀粒の流量を算出することが可能である。
【００４２】
表示手段２５は液晶画面やＣＲＴ等で構成され、制御手段２４にて算出した穀粒の流量等を表示するものである。
【００４３】
搬送筒に流入する穀粒の流量が大きいとき、画像データに基づいて流量を計測しようとすると、穀粒同士の重なりが多く、精度良く計測することが困難である。また、このような問題を解決するために、穀粒同士が重ならないように幅の広い斜面に薄く広げて流下させるという方法もあるが、装置が大型化したり、斜面のどの部位にも均一に穀粒を流下させるのが困難であるという問題があった。
本実施例の穀粒流量計測装置２０の場合、これらの問題を解消し、容易かつ精度良く穀粒の流量を計測することが可能である。
【００４４】
以下では、図５に示す精選機３０について詳細説明する。
精選機３０は乾燥後の籾（および枝梗付着粒、未熟粒、脱ぷ米等の混合物）を選別し、籾から枝梗付着粒や脱ぷ米等を除去するための装置である。精選機３０は主に、第一インデント３１、第二インデント３２、第三インデント３３からなるインデントシリンダ型選別機と、原料ホッパー３４、および選別状態監視部３５等で構成される。但し、選別機はインデント型に限定するものではなく、揺動選別型等であってもよく限定するもではない。また、本実施例では選別対象を米としているが、麦や大豆等の穀粒にも適用可能である。
【００４５】
原料ホッパー３４は乾燥後の籾等（籾、および枝梗付着粒、未熟粒、脱ぷ米等の混合物）が搬送されて一時的に貯溜される容器であり、搬送手段（シュート等）を介して第一インデント３１内に該籾等を投入する。
【００４６】
第一インデント３１は主に略円筒形状の胴体部３１ａと、回転軸３１ｂと、樋３１ｃとで構成され、胴体部３１ａの内周面には籾が嵌入する凹部が多数形成されている。第一インデント３１は回転軸３１ｂを中心として精選機３０の筐体（図示せず）に回転可能に軸支されている。また、第一インデント３１内の空間には、回転軸３１ａの下方に樋３１ｂが設けられている。そして、第一インデント３１の回転軸３１ａの長手方向は水平面に対して傾斜しており、回転軸３１ａの上端側から第一インデント３１内に原料ホッパー３４からの籾が投入される。
【００４７】
第一インデント３１内に投入された籾等は、その大部分が胴体部３１ａの凹部に嵌入し、胴体部３１ａの回転により第一インデント３１内の空間の所定上部までは遠心力により嵌入してその後自重により落下する。このとき、第一インデント３１の回転数と籾等の重量と籾の飛距離との間には相関関係がある。
そのため、所定の回転数で第一インデント３１を回転駆動することにより、重量が所定の範囲にある籾および脱ぷ米が樋３１ｃ内に回収される。該樋３１ｃの長手方向は回転軸３１ｂの長手方向と略平行となるように配置されていることから、樋３１ｃも回転軸３１ｂと同様に傾斜しており、または、スクリューコンベア等を配置して搬送するようにしており、樋３１ｃに回収された籾等は、樋３１ｃの傾斜に沿って回転軸３１ａの下端側まで移動し、搬送手段（シュート等）を介して第二インデント３２内に投入される。また、樋３１ｃに回収されなかった枝梗付着粒や未熟粒等は胴体部３１ａの内周面に沿って回転軸３１ａの下端側まで移動し、搬送手段（シュート等）を介して第三インデント３３内に投入される。
【００４８】
第二インデント３２は第一インデント３１と略同じ構成であり、主に略円筒形状の胴体部３２ａと、回転軸３２ｂと、樋３２ｃとで構成され、胴体部３２ａの内周面には籾が嵌入する凹部が多数形成されている。第二インデント３２は回転軸３２ｂを中心として精選機３０の筐体（図示せず）に回転可能に軸支されている。また、第二インデント３２内の空間には、回転軸３２ａの下方に樋３２ｂが設けられている。そして、第二インデント３２の回転軸３２ａの長手方向は水平面に対して傾斜しており、回転軸３２ａの上端側から第二インデント３２内に第一インデント３１の樋３１ｃからの籾および脱ぷ米との混合物が投入される。
【００４９】
第二インデント３２内に投入された籾と脱ぷ米との混合物は胴体部３２ａの凹部に嵌入し、胴体部３２ａの回転により第二インデント３２内の空間の所定上部までは遠心力により嵌入してその後自重により落下する。このとき、第二インデント３１の回転数と籾と脱ぷ米との混合物の重量と籾と脱ぷ米との混合物の飛距離との間には相関関係がある。
そのため、所定の回転数で第二インデント３２を回転駆動することにより、重量が所定の範囲にある脱ぷ米が樋３２ｃ内に回収される。該樋３２ｃの長手方向は回転軸３２ｂの長手方向と略平行となるように配置されていることから、樋３２ｃも回転軸３２ｂと同様に傾斜しており、または、スクリューコンベア等を配置して搬送するようにしており、樋３２ｃに回収された脱ぷ米は、樋３２ｃの傾斜に沿って回転軸３２ａの下端側まで移動し、搬送手段（シュート等）を介して外部にて脱ぷ米回収容器４１に回収される。また、樋３２ｃに回収されなかった籾は胴体部３１ａの内周面に沿って回転軸３２ａの下端側まで移動し、搬送手段（シュート等）を介して外部にて精選籾回収容器４２に回収される。
【００５０】
第三インデント３３は第一インデント３１と略同じ構成であり、主に略円筒形状の胴体部３３ａと、回転軸３３ｂと、樋３３ｃとで構成され、胴体部３３ａの内周面には籾が嵌入する凹部が多数形成されている。第三インデント３３は回転軸３３ｂを中心として精選機３０の筐体（図示せず）に回転可能に軸支されている。また、第三インデント３３内の空間には、回転軸３３ａの下方に樋３３ｂが設けられている。そして、第三インデント３３の回転軸３３ａの長手方向は水平面に対して傾斜しており、回転軸３３ａの上端側から第三インデント３３内に第一インデント３１の胴体部３１ａ内周面からの枝梗付着粒や未熟粒および一部混入した籾が投入される。
【００５１】
第三インデント３３内に投入された枝梗付着粒と未熟粒と一部混入した籾との混合物のうち、未熟粒と一部混入した籾は胴体部３３ａの凹部に嵌入し、胴体部３３ａの回転により第三インデント３３内の空間の所定上部までは遠心力により嵌入してその後自重により落下する。このとき、第三インデント３３の回転数と未熟粒と一部混入した籾との混合物の重量と未熟粒と一部混入した籾との混合物の飛距離との間には相関関係がある。
そのため、所定の回転数で第三インデント３３を回転駆動することにより、重量が所定の範囲にある籾が樋３３ｃ内に回収される。該樋３３ｃの長手方向は回転軸３３ｂの長手方向と略平行となるように配置されていることから、樋３３ｃも回転軸３３ｂと同様に傾斜しており、または、スクリューコンベア等を配置して搬送するようにしており、樋３３ｃに回収された籾は、樋３３ｃの傾斜に沿って回転軸３３ａの下端側まで移動し、搬送手段（シュート等）を介して外部にて精選籾回収容器４２に回収される。また、樋３３ｃに回収されなかった枝梗付着粒や未熟粒は胴体部３３ａの内周面に沿って回転軸３３ａの下端側まで移動し、搬送手段（シュート等）を介して外部にて枝梗付着粒回収容器４３に回収される。
【００５２】
以上の如く、精選機３０により、精選された籾と、脱ぷ米と、枝梗付着粒および未熟粒とが選別される。
【００５３】
本実施例の精選機３０は、上記に加えて、選別状態監視部３５を具備している。選別状態監視部３５は、主にサンプル皿３６、カメラ３７、制御手段３８、表示手段３９等で構成される。
【００５４】
サンプル皿３６は皿状の部材であり、（１）原料ホッパー３４と第一インデント３１とを接続する搬送手段の中途部、（２）第一インデント３１の樋３１ｃと第二インデント３２とを接続する搬送手段の中途部、（３）第一インデント３１の胴体部３１ａと第三インデント３３とを接続する搬送手段の中途部、（４）第二インデント３２の樋３２ｃと脱ぷ米回収容器４１とを接続する搬送手段の中途部、（５）第二インデント３２の胴体部３２ａおよび第三インデント３３の樋３３ｃと精選籾回収容器４２とを接続する搬送手段の中途部、（６）第三インデント３３の胴体部３３ａと枝梗付着粒回収容器４３とを接続する搬送手段の中途部、の計六ヶ所からそれぞれ当該搬送手段にて搬送されている穀粒の一部を任意にサンプルとして回収することが可能である。
サンプル皿３６には該サンプル皿３６を振動させる振動手段（電磁石等）が設けられており、サンプル皿３６上に回収された穀粒のサンプルを薄く広げて穀粒同士が上下方向に重ならないようにすることが可能である。また画像データ取得後の穀粒のサンプルは第三インデント３３の胴体部３３ａと枝梗付着粒回収容器４３とを接続する搬送手段の中途部に戻される。
【００５５】
カメラ３７はサンプル皿３６上の穀粒のサンプルに係る画像データを取得するものであり、該画像データは制御手段３８に送信される。
制御手段３８はコンピュータやその他の電子計算機で構成され、カメラ３７により取得した穀粒のサンプルに係る画像データに基づいて籾、脱ぷ米、未熟粒、枝梗付着粒の判定およびそれらの比率を算出する。なお、該画像データの判定方法については、前記穀粒選別装置１等で用いられる手法（二値化、切出、テンプレートマッチング等）を用いても良く、他の手法を用いても良い。なお、本実施例の制御手段３８は第一インデント３１、第二インデント３２、第三インデント３３のそれぞれの回転数制御等、精選機３０全体を制御・統括する手段を兼ねているが、これらを別体として、制御手段３８を穀粒のサンプルの判定に特化した制御手段としても良い。
表示手段３９は制御手段３８における判定結果や算出結果等を表示するものであり、具体例としては液晶画面やＣＲＴ等である。なお、該表示手段３９は一個でも複数個でもよく、精選機３０の筐体側面に設けられたタッチパネルや、精選機３０から離れた位置にある集中管理室等のモニター等でも良い。
【００５６】
従来、各インデントでの選別状況は作業者が実際に精選機の側まで行き、搬送手段中途部よりサンプルを取り出して目視で判定していた。しかし、判定する作業者により判定結果にばらつきが生じたり、判定結果を記録し、統計的に処理するのが面倒であった。
【００５７】
以上の如く精選機３０を構成することにより、作業者は精選機の側に行かなくても穀粒のサンプルを取り出して判定することが可能であるとともに、該判定データを統計的に処理してリアルタイムで表示したり、データを蓄積することが容易である。また、判定結果に作業者間のばらつきが生じることがなく、データの信頼性が向上し、また、選別装置を選別状態に合わせて調節することができる。例えば、インデントの回転数や角度を変更して、選別性能を向上することができる。この調整はモータやシリンダ等のアクチュエータを用いて自動的に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の穀粒選別装置の実施の一形態を示す模式図。
【図２】本発明の穀粒選別方法の実施の一形態を示すフローチャート図。
【図３】従来の穀粒選別方法の実施の一形態を示すフローチャート図。
【図４】穀粒流量計測装置の模式図。
【図５】精選機の模式図。
【符号の説明】
【００５９】
１    穀粒選別装置
３    撮像手段
４    情報処理手段
５    選別手段
【図１】
2005055245.tif 000003
【図２】
2005055245.tif 000004
【図３】
2005055245.tif 000005
【図４】
2005055245.tif 000006
【図５】
2005055245.tif 000007